(57)【要約】【課題】転倒時の骨折を防止し、しかも着用感に優れ就寝時にも着用できる人体用緩衝体２の提供。【解決手段】人体用緩衝体２は、多孔質体４と、袋体６と、通気部８とを備えている。多孔質体４は、連続気泡を含むポリマー成形体である。多孔質体４は荷重によって容易に変形し、荷重の除去によって直ちに復元する。袋体６は、合成樹脂製のフィルムからなる。袋体６は、多孔質体４と接合されている。通気部８は、通気孔１０を備えている。緩衝体２に圧縮荷重が加わると、袋体６の内部の空気が通気孔１０から排気される。圧縮荷重が除去されると、袋体６の内部へ通気孔１０から空気が流入し、緩衝体２が復元する。緩衝体２に１１ｋｇの錘が載置されたときの圧縮変形に要する時間Ｔは、１．０秒以上１０秒以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形復元性を有する多孔質体と、この多孔質体を気密に包み込む袋体と、この袋体に設けられた通気孔とを備えており、
この通気孔を通じて、袋体内に気体が流入しかつ気体が袋体から排気されうるように構成された人体用緩衝体。
【請求項２】
１１ｋｇの錘が載置されたときの圧縮変形に要する時間Ｔが１．０秒以上１０秒以下である請求項１に記載の人体用緩衝体。
【請求項３】
上記多孔質体と袋体とが接合されている請求項１又は２に記載の人体用緩衝体。
【請求項４】
上記多孔質体が連続気泡を有する請求項１から３のいずれかに記載の人体用緩衝体。
【請求項５】
上記多孔質体が、多数の独立気泡と、独立気泡同士を連通する通路とを有する請求項１から３のいずれかに記載の人体用緩衝体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転倒時等において人体への衝撃を緩和する緩衝体に関する。
【背景技術】
【０００２】
人口に占める高齢者の割合が増えていることに伴い、この高齢者が転倒して骨折する事故も増えている。特に、大腿骨頸部骨折が、増加の傾向にある。大腿骨頸部骨折の治癒には、長時間を要する。大腿骨頸部骨折が原因で、寝たきりとなってしまう事例もある。大腿骨頸部骨折は大きな社会問題となりつつあり、その予防が強く求められている。
【０００３】
大腿骨頸部骨折を防止するために、種々の保護具の提案がなされている。特表平９−５０８８２４号公報には、ドーム形部材を有するヒッププロテクターが開示されている。このヒッププロテクターは、ポリプロピレンフォーム等の熱可塑性材料からなる。このヒッププロテクターは、硬質である。
【０００４】
特表平１０−５１２０１６号公報には、ドーム型に形成されたシェルを備えたズボンが開示されている。このズボンでは、大腿骨頸に相当する箇所に、シェルが配置されている。このシェルは、所定の偏平方向圧縮強度と所定の横方向圧縮強度とを備える。このシェルの剛性は、高い。
【０００５】
硬質で剛性の高いプロテクターは、着用感に劣る。このプロテクターは、常時着用には適していない。特に就寝時には、寝返りの際に突き上げ感が生じる。剛性の高いプロテクターは、就寝時に身体から外される。骨折の発生する多くの場合は、寝床から離床するときであるといわれている。就寝時に外される必要のあるプロテクターでは、離床時の骨折は防止されない。
【０００６】
特開平９−２６８４０９号公報には、常時着用できる衝撃吸収パッドが提案されている。このパッドは、アクリル系共重合体からなる。このパッドは、軟質である。このパッドは、違和感なく着用されうる。しかし、このパッドの衝撃吸収性は、十分ではない。
【特許文献１】特表平９−５０８８２４号公報
【特許文献２】特表平１０−５１２０１６号公報
【特許文献３】特開平９−２６８４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、転倒時の骨折が防止され、しかも着用感に優れた人体用緩衝体の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る人体用緩衝体は、変形復元性を有する多孔質体と、この多孔質体を気密に包み込む袋体と、この袋体に設けられた通気孔とを備える。この緩衝体では、通気孔を通じて、袋体内に気体が流入しうる。この緩衝体では、通気孔を通じて袋体から気体が排気されうる。
【０００９】
好ましくは、緩衝体に１１ｋｇの錘が載置されたときの圧縮変形に要する時間Ｔは、１．０秒以上１０秒以下である。好ましくは、多孔質体と袋体とは、接合される。
【００１０】
好ましくは、多孔質体は連続気泡を有する。多孔質体が、独立気泡と、複数の独立気泡を連通する通路とを備えてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この人体用緩衝体では、転倒時に急激に荷重が加わったときでも、空気が急速には排気されない。従って、袋体がエアースプリングとして機能し、人体への衝撃が緩和される。一方、この緩衝体に就寝時に体重がかかると、袋体から徐々にではあるが十分な量の空気が排気されるので、緩衝体は人体に沿った形状を呈する。この緩衝体は、着用感に優れる。ヒトは、この緩衝体を着用したまま、眠ることができる。起床時に緩衝体にかかる荷重が除去されると、多孔質体の復元力によって袋体に空気が流れ込む。起床直後にヒトが転倒しても、この緩衝体によって骨折が防止されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る人体用緩衝体２が示された一部切り欠き斜視図である。この緩衝体２は、多孔質体４と、袋体６と、通気部８とを備えている。この緩衝体２の平面形状は、矩形である。この緩衝体２の典型的なサイズは、縦が１４０ｍｍであり、横が１４０ｍｍであり、そして厚みが２０ｍｍである。
【００１４】
多孔質体４は、連続気泡を含むポリマー成形体である。多孔質体４は、可撓性である。多孔質体４は荷重によって容易に変形し、荷重の除去によって直ちに復元する。多孔質体４の基材ポリマーとして、合成樹脂又はゴムが用いられうる。合成樹脂材料の具体例としては、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、シリコーン及び各種熱可塑性エラストマーが挙げられる。ゴムの具体例としては、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びエチレン−プロピレン−ジエン共重合体が挙げられる。加工性の観点から、ポリウレタンが好ましい。エステル系ポリウレタン及びエーテル系ポリウレタンのいずれもが、用いられうる。形状復元性に優れたエーテル系ポリウレタンが好ましい。
【００１５】
後述されるように、この緩衝体２では袋体６がエアースプリングとして機能し、この袋体６によって衝撃が緩和される。多孔質体４は自らが衝撃の緩和に寄与する必要がないので、そのバネ定数が大きく設定される必要はない。就寝時に容易に変形するとの観点から、通常の緩衝体に用いられる多孔質体よりもバネ定数が小さいほうが好ましい。
【００１６】
多孔質体４の気泡は、化学的又は物理的な処理により得られる。具体的な製造方法としては、化学反応時の揮発性のガスを利用する方法、発泡剤を混合させる方法及び撹拌時に泡立たせる方法が挙げられる。
【００１７】
連続気泡の形成に好適な製造方法として、爆発法及び溶出法が挙げられる。爆発法では、ブロックが発泡成形された後、爆発力で単泡体の気泡の壁が破られて連続気泡が形成される。溶出法では、炭酸カルシウムの微粉末が練り込まれた材料からブロックが射出成形された後、このブロックが塩酸水中に浸漬されて粉末炭酸カルシウムが溶出される。多孔質体４が、多数の独立気泡と、独立気泡同士を連通する通路とを備えてもよい。
【００１８】
袋体６は可撓性であり、かつ空気不透過性である。袋体６は、合成樹脂製のフィルムからなる。袋体６の基材ポリマーとしては、ポリウレタン、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリエステル等が挙げられる。 ポリオレフィンの具体例としては、ポリエチレン及びポリプロピレンが挙げられる。材質の異なる複数のフィルムが積層されて、袋体６が成形されてもよい。
【００１９】
成形後の袋体６は、開口を備えている。この開口から、多孔質体４が袋体６に収容される。開口は、例えば熱溶着によって閉じられる。袋体６は、多孔質体４を気密に包み込む。
【００２０】
袋体６の裏面は、多孔質体４と接合されている。接合の手段としては、接着剤又は熱溶着が挙げられる。液状のポリマー組成物が多孔質体４の表面に塗工されることにより、このポリマー組成物からなる袋体６が得られてもよい。塗工によって得られた袋体６は、多孔質体４と堅固に密着する。
【００２１】
布地に熱可塑性樹脂製のフィルムが溶着及び積層されてなるシートから、袋体６が製作されてもよい。フィルムの材質としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、エチレン−酢酸ビニル共重合体及びポリオレフィンが例示される。
【００２２】
図２（ａ）は、図１の人体用緩衝体２の一部が示された拡大図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。この図２には、袋体６及び通気部８が示されている。図２から明らかなように、袋体６は開口１０を備えている。開口１０の平面形状は、円である。通気部８は、円盤状である。接着剤、熱溶着等の手段により、通気部８の外面は袋体６の内面と接合されている。通気部８の直径は、開口１０の直径よりも十分大きい。通気部８は、開口１０を塞いでいる。通気部８は、その中心に通気孔１２を備えている。通気孔１２の平面形状は、円である。通気孔１２には、袋体６は積層されていない。通気孔１２により、袋体６の内部が外気と連通されている。通気孔１２の内径は、極めて小さい。
【００２３】
通気部８には、合成樹脂又はゴムが用いられうる。合成樹脂材料の具体例としては、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、シリコーン及び各種熱可塑性エラストマーが挙げられる。ゴムの具体例としては、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体及びエチレン−プロピレン−ジエン共重合体が挙げられる。
【００２４】
図３（ａ）は図１の人体用緩衝体２の使用状態が示された正面図であり、図３（ｂ）はその側面図であり、図３（ｃ）はその背面図である。この図３には、人体１４と装着具１６とが示されている。装着具１６は、人体１４に巻かれるベルト１８と、このベルト１８に吊された尻当て２０とを備えている。尻当て２０は、左右一対のポケット２２を備えている。このポケット２２に、緩衝体２が収容されている。この緩衝体２は、大腿骨頸部の直上に位置している。
【００２５】
この装着具１６を着用したヒトが転倒したとき、緩衝体２には急激に圧縮力が加わる。圧縮力により袋体６の内圧は上昇し、袋体６の内部の空気は通気孔１２を通じて外部へと排気される。前述のように通気孔１２の内径は小さいので、単位時間当たりの排気量は小さい。従って、衝突の進行中も、袋体６は十分に大きな内圧を維持する。袋体６はエアースプリングとして機能し、ヒトへの衝撃が緩和される。
【００２６】
この装着具１６を着用したヒトが就寝するとき、緩衝体２に体重がかかり、袋体６の内圧が上昇する。内圧の上昇により、袋体６の内部の空気は通気孔１２を通じて外部へと排気される。前述のように、通気孔１２を通じた単位時間当たりの排気量は小さいが、ある程度の時間の経過により、十分な量の空気が排気される。多孔質体４は連続気泡を備えるので、圧縮に対する多孔質体４の反力は極めて小さい。排気により、緩衝体２は人体１４に沿った形状を呈する。この緩衝体２は、就寝時にヒトに違和感を与えない。この緩衝体２は、着用感に優れる。
【００２７】
この装着具１６を着用したヒトが起床するときは、緩衝体２にかかっていた荷重が除去される。除去により、圧縮変形していた多孔質体４が復元しようとする。この復元力により、袋体６の内圧は低下する。内圧の低下により、通気孔１２を通じて袋体６に空気が流入する。流入により、緩衝体２は復元する。ヒトが起床の直後に転倒した場合でも、袋体６がエアースプリングとして機能するので、骨折が防止される。
【００２８】
このように、通気部８は吸気手段としても排気手段としても機能する。吸気手段と排気手段とが別に設けられた緩衝体に比べ、この緩衝体２の構成はシンプルである。
【００２９】
図４には、排気の速度の測定に用いられる錘２４が示されている。この錘２４は板状であり、鋼からなる。錘２４の質量は、１１ｋｇである。図４において矢印で示されるように、この錘２４が緩衝体２に載置される。緩衝体２は徐々に変形し、やがて変形が停止する。錘２４が載せられてから変形が停止するまでの時間Ｔが、測定される。錘２４の底面２６の面積は、緩衝体２の上面２８の面積と同一か、やや広い。錘２４が緩衝体２に載置されることにより、上面２８が底面２６で覆われる。図示されていないが、底面２６の通気孔１２と当接する箇所は凹陥している。この凹陥により、通気孔１２を通じた空気の流動が錘２４によって妨げられることが、防止される。
【００３０】
骨折防止の観点から、時間Ｔは１．０秒以上が好ましく、２．０秒以上がより好ましい。就寝時の着用感の観点から、時間Ｔ１は１０秒以下が好ましく、４秒以下がより好ましい。
【００３１】
図５は、図１の緩衝体２の一部が示された拡大断面図である。この図５には、矢印Ａで示される方向に衝撃が加わった様子が示されている。衝撃により、多孔質体４及び袋体６は圧縮変形している。変形により、袋体６の容積が減少している。仮に、袋体６が多孔質体４と接合されていないと、図５において二点差線で示されるように、袋体６が多孔質体４から浮き上がる。この浮き上がりにより、多孔質体４と袋体６との間に空間が生じる。この空間は、袋体６の容積減少を妨げ、袋体６の内圧上昇を阻害する。空間が生じると、袋体６のエアースプリングとしての機能が発揮されにくい。空間が生じることにより、人体１４が床からの衝撃力を受けやすい。前述のように、袋体６は多孔質体４と接合されているので、両者は一体的に変形する。従って、空間は生じない。この緩衝体２は、緩衝効果に優れる。
【００３２】
図６は、本発明の他の実施形態に係る人体用緩衝体３０が示された断面図である。この緩衝体３０は、多数の袋体３２を備えている。隣接する袋体３２同士は、接合されている。袋体３２の材質は、図１に示された緩衝体２の袋体６と同一である。袋体３２は、気密である。袋体３２には、多孔質体３４が収納されている。多孔質体３４の材質は、図１に示された緩衝体２の多孔質体４と同一である。図示されていないが、それぞれの袋体３２は、通気部を備えている。この通気部は、図２に示された通気部８と同様、通気孔を備えている。この緩衝体３０では、多孔質体３４と袋体３２とは接合されていない。
【００３３】
この緩衝体３０に衝撃が加わると、多孔質体３４及び袋体３２は圧縮変形する。前述のように多孔質体３４と袋体３２とは接合されていないので、変形時に袋体３２は多孔質体３４から浮き上がる。この浮き上がりにより、多孔質体３４と袋体３２との間に空間が生じる。この緩衝体３０では、多数の袋体３２により空気室が分割されているので、浮き上がりによって生じる空間の容積は小さい。多孔質体３４と袋体３２とが接合されていないにもかかわらず、浮き上がりによる緩衝効果の阻害の程度は小さい。この緩衝体３０により、骨折が防止される。もちろん、多孔質体３４と緩衝体３０とが接合されてもよい。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００３５】
［実施例］
実施例として、図１から図３に示された緩衝体を用意した。この緩衝体では、多孔質体はエーテル系ポリウレタンからなり、袋体はポリプロピレンからなる。この緩衝体のサイズは、縦が１４０ｍｍであり、横が１４０ｍｍであり、厚みが２０ｍｍである。この緩衝体では、時間Ｔは４．０秒である。この緩衝体の質量は、２０ｇである。
【００３６】
［比較例］
比較例の緩衝体として、エーテル系ポリウレタンからなる多孔質体を用意した。この緩衝体のサイズは、縦が１４０ｍｍであり、横が１４０ｍｍであり、厚みが２０ｍｍである。この緩衝体の質量は、１５０ｇである。
【００３７】
［低速圧縮試験］
緩衝体の上面全体を圧縮試験機（インテスコ）にて０．１ｍｍ／ｓｅｃの速度で押し、緩衝体を圧縮変形させて変位−荷重曲線を求めた。この結果が、図７に示されている。また、荷重が５０Ｎのときのバネ定数が、下記の表に示されている。
【００３８】
［衝撃試験］
直径が４０ｍｍの円柱の底面に直径が４０ｍｍの半球が接合された形状であり、質量が９５０ｇである金属製の錘を用意した。この錘を、２００ｍｍの高さから半球が下向きとなるように落下させ、緩衝体に衝突させた。このときの反力を、緩衝体の下に敷かれた床反力計で測定した。この結果が、図８及び下記の表に示されている。
【００３９】
実施例        比較例
低速圧縮試験  バネ定数  （Ｎ／ｍｍ）        ３           ５０
衝撃試験      反力  （Ｎ）                ２００        ４５０
【００４０】
上記表に示されるように、実施例の緩衝体では、低速圧縮時のバネ定数が小さい。従ってこの緩衝体では、就寝時の突き上げ感が小さい。さらに、実施例の緩衝体では、衝撃が加わったときの反力が小さい。この緩衝体は、骨折の防止に有効である。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、人体の膝、肘等の防護にも用いられうる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る人体用緩衝体が示された一部切り欠き斜視図である。
【図２】図２（ａ）は図１の緩衝体の一部が示された拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】図３（ａ）は図１の人体用緩衝体の使用状態が示された正面図であり、図３（ｂ）はその側面図であり、図３（ｃ）はその背面図である。
【図４】図４は、排気の速度の測定の様子が示された斜視図である。
【図５】図５は、図１の緩衝体の一部が示された拡大断面図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施形態に係る人体用緩衝体が示された断面図である。
【図７】図７は、低速圧縮試験の結果が示されたグラフである。
【図８】図８は、衝撃試験の結果が示されたグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
２、３０・・・人体用緩衝体
４、３４・・・多孔質体
６、３２・・・袋体
８・・・通気部
１０・・・開口
１２・・・通気孔
１６・・・装着具
１８・・・ベルト
２０・・・尻当て
２２・・・ポケット
２４・・・錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2007291536.tif 000008
【図７】
2007291536.tif 000009
【図８】
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